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JP7001567B2 - パノラマルーフ補強材の強化 - Google Patents

パノラマルーフ補強材の強化 Download PDF

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JP7001567B2
JP7001567B2 JP2018172174A JP2018172174A JP7001567B2 JP 7001567 B2 JP7001567 B2 JP 7001567B2 JP 2018172174 A JP2018172174 A JP 2018172174A JP 2018172174 A JP2018172174 A JP 2018172174A JP 7001567 B2 JP7001567 B2 JP 7001567B2
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Description

本発明は、パノラマルーフ補強材の強化に関する。
従来の乗物のルーフ(乗物ルーフ)は、金属製の補強部品を備える。該金属製の補強部品は、比較的薄いルーフパネルを構造的に支持し、乗物の形状維持に役立つ。しかしながら、該金属製の補強部品は、乗物の重心より上方で該乗物にかなりの重量を増加させることになる。従って、金属製補強部品の大きな重量は、乗物の重心を上げることなくルーフ下でもたらされる軽量化分を、減じさせる。
上記に鑑み、乗物ルーフ補強材を改良する必要性がある。さらなる効果が以下に記載される開示内容によって明らかになるであろう。
本概要は、下記の「発明を実施するための形態」においてさらに詳細に説明される概念を抜粋して簡略的に紹介するものである。本概要は、請求項に記載される発明の主題の主要な特徴を特定することを意図するものでなく、請求項に記載される発明の主題の範囲を定める一助として用いられることも意図しない。
ある態様において、本開示は、乗物ルーフ補強材を提供する。乗物ルーフ補強材は、中央開口部及び少なくとも1つの角部を規定する金属又は金属合金フレームを含んでもよい。乗物ルーフ補強材は、金属又は金属合金を含む少なくとも1つの移行構造を含む繊維強化ポリマ(FRP)部を含んでもよい。前記FRP部の少なくともいくつかの繊維は、前記移行構造に埋め込まれる。FRP補強部は、前記少なくとも1つの角部に配置される。
他の態様において、本開示は、乗物ルーフの製造方法を提供する。本方法は、中央開口部及び少なくとも1つの角部を規定する金属又は金属合金フレームを設ける工程を含んでもよい。本方法は、繊維トウが埋め込まれた少なくとも1つの金属タブを含む、ルーフ補強材の少なくとも1つの繊維強化ポリマ(FRP)部を設ける工程を含んでもよい。本方法は、前記少なくとも1つの金属タブを介して、前記FRP部を前記金属又は金属合金フレームに接合する工程を含んでもよい。
本開示内容に特徴的と考えられる新規な特徴事項は、添付の請求項に記載される。以下の説明において、明細書及び図面全体を通じて同様な構成要素は、それぞれ同一の参照符号で示される。図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、ある図面は、明確化・簡略化のため、強調され、あるいは一般化された形式で示される可能性がある。しかしながら、その好ましい使用の態様、さらなる目的、効果とともに、本開示自体は、本開示の例証となる態様に関する以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むことにより最もよく理解されよう。
図1は、乗物ボディの斜視図である。 図2は、変形動作(ラッキング動作、racking motion)を受けたルーフ補強材の上面図である。 3Aは、フレームのチャネル部に開口内部の補強部を有する例示的なルーフ補強材の斜視図である。 図3Bは、図3Aのルーフ補強材の、フレーム及び補強部を通る断面図である。 図4Aは、フレームの角部に配置される開口部内の補強部を有する他の例示的なルーフ補強材の斜視図であり、図4Bは、図4Aのルーフ補強材の、フレーム及び補強部を通る断面図である。 図5Aは、フレームに重なる補強部を有するルーフ補強材の斜視図であり、図5Bは、図5Aのルーフ補強材の、フレーム及び補強部を通る断面図である。 図6Aは、フレームのチャネル部内に補強部が固定されるルーフ補強材の斜視図であり、図6Bは、図3Aのルーフ補強材の、フレーム及び補強部を通る断面図である。 図7は、本開示の態様による、乗物ルーフを製造する例示的な方法を示すフローチャートである。
以下の記載は、本明細書で選定され用いられる文言の定義を含む。その定義には、文言の範疇に入るとともに実施形態で用いられることが可能な構成要素の様々な例及び/又は形態が含まれる。それらの例は、限定することを意図しない。
本明細書で用いられる「乗物」は、移動可能な有人又は無人のあらゆる構成を指し、どんな形態のエネルギによっても駆動される。文言「乗物」は、車、トラック、バン、ミニバン、SUV、オートバイ、スクータ、ボート、個人用船舶、潜水艦、飛行機、宇宙船を含むが、これに限定されない。ある場合において、自動車(動力車)は、1つ又は複数のエンジンを含む。
本明細書の記載及び図面は、単に例示にすぎず、本開示から逸脱しないで、開示された構成上の様々な改変及び変更が可能であることを理解すべきである。概ね、例示的な乗物ルーフ構造の図面は、一定の縮尺で描かれていない。本明細書で用いられる通り、横方向は、乗物を横切る方向であり、左右方向を指す。同様に、長手方向は、乗物が移動する前後方向を指し、鉛直方向は、高さ、すなわち上下方向を指す。本明細書に開示される例示的な乗物ルーフ構造で特定される様々な構成要素は、製造業者によって異なる可能性のある専門用語で示されているにすぎず、本開示を限定すると考えるべきでないことは理解されよう。
一般的に、本開示は、金属又は金属合金フレーム及び角部に配置される1つ又は複数のFRP部を含む乗物ルーフ補強材を規定する。当該少なくとも1つのFRP部は、そこに埋め込まれた繊維を含む金属又は金属合金移行構造によってフレームに接合されてもよい。その移行構造は、インサート又はタブの形状であってもよい。その移行構造は、本明細書においてタブとして記載されるが、その移行構造は、如何なる形状又は外形(geometry)にも限定されない。繊維は、金属タブから延在してもよい。FRP部は、移行構造の繊維に挟む(interleaved)ようにFRPの複数の層を含んでもよい。従って、その移行構造は、FRP部の半永久的一体化の特徴を有してもよい。その移行構造は金属製なので、例えば抵抗スポット溶接にて金属フレームに溶接してもよい。従って、金属フレームとFRP部とが強固で半永久的に取り付けられ、ルーフ補強材に構造上の剛性が付与されてもよい。ある態様において、FRP部は、炭素繊維を含んでもよい。使用可能な他の繊維には、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレン-ベンゾビスエチアゾール(polyparaphenylene-benzobisethiazole)(PBO)繊維、SiCのようなセラミック繊維、及びその如何なる組み合わせも含まれてよい。
前記金属又は金属合金フレームは、アルミニウム又はアルミニウム合金フレームであってもよい。アルミニウムフレームは、他の金属フレームより軽いが、変形動作(ラッキング動作、racking motion)に影響されやすい可能性がある。FRP部は、そのラッキング動作に対する補強(強化)となってもよい。アルミニウム及びFRPの両者とも、ルーフ補強材に用いられる従来の鋼より軽いため、強化用FRP部を有するアルミニウムフレームを使用することにより、ルーフ補強材の重量を低減してもよい。金属タブ内に埋め込まれた繊維を含む一体化された移行構造を使用することで、FRP部を損傷しない金属同士の接合技術の使用を可能にしてもよい。従って、FRP部は、構造的な一体性を損なうことなくルーフ補強材に含まれることが可能である。さらに、FRP部は、ラッキング動作(例えば、対向する角部がつぶれて開くこと)に対し、金属製ルーフ補強材より耐性があり、ボディの剛性を増加させてもよい。ラッキング動作を受けたルーフ補強材130の例が図2に示される。図示されるように、1つの角部の角度が拡がって、隣接する角部が狭まり、ルーフ補強材130がねじれる可能性がある。ルーフ補強材のラッキング動作に対する耐性(剛性)は、全体的に乗物ボディ104の剛性に影響を与えてもよい。
図に関し、同じ参照符号は、同じ構成要素を参照する。図1は、例示的な乗物ボディ104を示し、当該乗物ボディ104は、金属合金製乗物ボディ104に取り付けられる金属合金製乗物ルーフ構造(不図示)を支持することが可能である。図1に概略示される通り、乗物ボディ104は、横方向に離間し、客室116の側部を規定する一対のボディ部材112、114と、両ボディ部材間に広がる前方ルーフレール118及び後方ルーフレール120と、を含む。前方及び後方ルーフレール118、120間に配設される交差部材すなわちルーフボウ122は、離間するボディ部材112、114の間に延在する。前方及び後方ルーフレール118、120とともに、ボディ部材112、114は、客室116を覆う乗物ルーフ構造を支持する。離間するボディ部材112、114は、部分的にドアフレームを規定する。
図3Aは、例示的な乗物ルーフ補強材200の斜視図である。図3Bは、図3Aの3-3線に沿ったルーフ補強材200の断面図である。乗物ルーフ補強材200は、中央開口部204を規定するフレーム202を含んでもよい。例えば、当該フレーム202は、略台形又は略四角形であってもよく、中央開口部204を規定してもよい。フレーム202は、金属又は金属合金製でもよい。ルーフ補強材200は、乗物ボディ104に装着され、ルーフパネルを支持してもよい。ルーフ補強材200は、中央開口部204内のパノラマルーフ、サンルーフ、ムーンルーフのようなガラス組立体を支持してもよい。フレーム202は、それぞれ乗物ルーフ補強材200の側部を形成し乗物の長手方向の軸に略並行に延在する長手方向の側部210を含んでもよい。すなわち、側部210は、前方から後方に乗物の側部に沿って延在してもよい。フレーム202は、さらに前部220を含んでもよい。前部220は、乗物ルーフの前方で乗物の長手方向の軸を横切って延在してもよい。フレーム202は、ルーフ用後方構造支持部として乗物の長手方向の軸を横切って延在する後部230も含んでもよい。側部210、前部220、後部230は、例えば、スタンピング工程、又は鍛造工程によって一体的に形成されてもよい。
各側部210は、略チャネル(溝)状構造を有する略長尺なフレーム部材であってもよい。例えば、側部210は、内側リップ212、凹状中央チャネル部214、及び外側リップ216を含んでもよい。側部210のチャネル状構造は、ルーフ組立体を補強するのに役立つ構造上の剛性をもたらしてもよい。側部210は、金属板のスタンピング等、従来の金属加工処理を用いて形成されてもよい。側部210は、本明細書に開示される技術と適合する如何なる金属又は金属の組み合わせによって形成されてもよい。例えば、側部210は、鋼、アルミニウム、マグネシウム、チタン、コバルト、ベリリウム、ニッケル、コロンビウム、タンタル、タングステン、及びその合金、又は他の構造合金製でもよい。
前部220は、略チャネル状の構造を有する略長尺なフレーム部材であってもよい。例えば、前部220は、内側リップ222、凹状中央チャネル部224、及び外側リップ226を含んでよい。図示例において、前部220は、凹状中央チャネル部224のない隆起領域228を含んでもよい。前部220のチャネル状構造は、ルーフ組立体を補強するのに役立つ構造上の剛性をもたらしてもよい。隆起領域228は、ルーフパネル(図示せず)に接触するための装着領域を提供してもよい。
後部230も、前部220と同様に、略チャネル状の構造を有する略長尺なフレーム部材であってもよい。例えば、後部230は、内側リップ232、凹状中央チャネル部234、及び外側リップ236を含んでよい。外側リップ236は、後部230の側部全体に沿って延在する長尺なリップであってもよい。以下さらに詳細に論じられる通り、外側リップ236は、乗物フレーム部材に溶接されてもよい。
2つの前方角部206は、それぞれ側部210及び前部220の交差部で規定されてもよい。2つの後方角部206は、それぞれ側部210及び後部230の交差部で規定されてもよい。凹状中央チャネル部214、224、234は、角部206で接続されてもよい。上記で論じられた通り、ルーフ補強材200は、角部206での屈曲で特徴付けられるラッキング動作を受ける可能性がある。角部206に、ラッキング動作に耐えるFRP補強部240を設けてもよい。FRP補強部240は、略L字状であってもよい。すなわち、FRP補強部240は、交差する長手方向の脚部248と横方向の脚部246によって形成されてもよい。長手方向の脚部248及び横方向の脚部246は、略直角に交差してもよい。FRP補強部240は、外側角部242及び内側角部244を含んでもよい。以下さらに詳細に論じられる通り、FRP補強部240は、様々な形状でフレーム202に取り付けられてもよい。例えば、FRP補強部240は、フレーム202の角部で開口部内に嵌合するか、又はFRP補強部240は、角部206においてフレーム202の一部と重なっていてもよい。FRP補強部240は、移行構造(transition structure)252、254を用いてフレーム202に取り付けられてもよく、当該移行構造252、254は、FRP補強部240に一体化されてもよい。
ある態様において、本明細書に記載される移行構造(移行構造252、254)は、超音波付加製造(ultrasonic additive manufacturing、UAM)を用いて金属タブ内に埋め込まれた繊維トウを含んでもよい。繊維を埋め込むためのUAM技術は、例えば、ハーンレン及びダピノ(Hahnlen and Dapino)による「超音波付加製造による埋め込みスマート材料を有する活性金属基複合材料("Active Metal-matrix Composites with Embedded Smart Materials by Ultrasonic Additive Manufacturing")」、SPIE(国際光工学会)議事録、7645:15、2010年3月、に記載されており、ここに参照することによりその内容が組み込まれる。金属タブは、上記議事録に開示される技術と適合する、如何なる金属にて形成されてもよい。例えば、金属タブは、鋼、アルミニウム、マグネシウム、チタン、コバルト、ベリリウム、ニッケル、コロンビウム、タンタル、タングステン、及びその合金、又は他の構造合金製でもよい。繊維トウは、金属タブの縁部から延出してもよい。移行構造は、FRP補強部240の製造中に該FRP補強部240内に埋め込まれてもよい。例えば、繊維トウは、FRPを固化(consolidate)する前に、FRP補強部240を形成するその繊維織物を挟んでもよい。従って、金属タブは、FRP補強部240の一体化部を形成してもよい。金属タブの表面は、露出していてもよい。ある態様において、金属タブの、1つ又は複数の縁部がFRP補強部240の縁部を形成してもよい。
図3A及び図3Bに図示される例において、フレーム202は、FRP補強部240が内部に装着される開口部208を含んでもよい。例えば、開口部208は、チャネル部214、224、234の内部にあってもよい。FRP補強部240は、内側リップ212近傍のチャネル部214の鉛直壁部に取り付けられる移行構造252を含んでもよい。FRP補強部240は、さらに、チャネル部214の底部に取り付けられる移行構造254を含んでもよい。ある実施形態において、フレーム202は、開口部208に沿ってオフセットフランジ256を含んでもよい。オフセットフランジ256は、移行構造254のための装着箇所を提供してもよい。オフセット部は、移行構造254の面がフレーム202の面と一致することを可能にしてもよい。例えば、図示されるように、オフセットフランジ256は、移行構造254の底面がチャネル部214の底面と一致することを可能にしてもよい。
ルーフスキン260が乗物ルーフ補強材200に取り付けられてもよい。例えば、ルーフスキン260は、内側リップ212の周囲で曲げることによって、当該内側リップ212に対しヘミング(hemmed)されてもよい。他の例として、ルーフスキン260は、フレーム202に対し抵抗スポット溶接で溶接されてもよい。ルーフスキン260は、開口部204に配置されるサンルーフのシール部をシールするための、平坦面を維持する段部(ジョグル)を含んでもよい。移行構造252は、当該移行構造252がヘミング部と干渉しないようにフレーム202に取り付けられてもよい。ルーフスキン260は、チャネル262も含んでもよい(例えば、雨水を集めるため)。ルーフスキン260は、チャネル262の底部でフレーム202に抵抗スポット溶接で溶接されてもよい。チャネル262は、移行構造254がチャネル262と干渉しないで、チャネル262が外側リップ216でフレーム202に直接溶接可能なように、移行構造254の外側に位置してもよい。
図4A及び図4Bは、他の例示的なルーフ補強材300を示し、図4Bは、図4Aの4-4線に沿った断面図である。ルーフ補強材300は、ルーフ補強材200といくつかの点で類似していてもよい。ルーフ補強材300は、ルーフ補強材200の対応する特徴と同様に、中央開口部304、側部310、前部320、後部330を規定するフレーム302を含んでもよく、当該フレーム302は、内側リップ312、322、332、チャネル部314、324、334及び外側リップ316、326、336を含んでもよい。角部306は、異なる形を有する開口部308を含んでもよい。開口部308は、部分的に、内側リップ312から延出するフランジ352、354によって規定されてもよい。FRP補強部340は、開口部308の内部に配置されてもよい。ある態様において、FRP補強部340は、フランジ352、354に埋め込まれる繊維トウを含んでもよい。例えば、フランジ352、354は、UAMプロセスを用いた移行構造の連続的なタブとして形成されてもよい。フランジ352は、その後内側リップ312に突合せ溶接で溶接され、フレーム302とFRP補強部340との間にオフセット又は重ね合わせ無しに滑らかな移行部を作ってもよい。同様に、フランジ354は、外側リップ316に突き合せ溶接されてもよい。
FRP補強部340も、略L字状であってよく、外側角部342、内側角部344、横方向の脚部346及び長手方向の脚部348を含んでもよい。フランジ352、354は、フレーム302及びFRP補強部340と略同じ厚さであり、当該FRP補強部340とフレーム302の表面との間で滑らかな移行部を提供する。図示されるように、FRP補強部340は、ある特定の乗物の設計に応じて選択される可能性のある角度、例えば、全金属ルーフ補強材の外形に合う角度を有する折曲部を有してもよい。
図5A及び図5Bは、他の例示的なルーフ補強材400を示し、図5Bは、図5Aの5-5線に沿った断面図である。ルーフ補強材400は、ルーフ補強材200といくつかの点で類似していてもよい。ルーフ補強材400は、ルーフ補強材200の対応する特徴と同様に、中央開口部404、側部410、前部420、後部430を規定するフレーム402を含んでもよく、当該フレーム402は、内側リップ412、422、432、チャネル部414、424、434及び外側リップ416、426、436を含んでもよい。ある態様において、内側リップ412は、窪んだフランジ458によって延在してもよい。角部406は、開口部を含まなくともよい。その代わりに、FRP補強部440は、フレーム402に重なるようにして装着されてもよい。
図示されるように、FRP補強部440は、それぞれ外側リップ416及び内側リップ412に取り付けられる移行構造452、454を含んでもよい。例えば、移行構造452及び454は補強部440の縁部を形成してもよく、断続的なスポット溶接にて外側リップ416及び内側リップ412に溶接されてもよい。移行構造454は、フランジ458において内側リップ412に溶接されてもよい。移行構造452は、外側リップ416の上面に装着されてもよい。
ルーフスキン460がルーフ補強材400に装着されてもよい。例えば、ルーフスキン460は、内側リップ412にヘミングされてもよい。ルーフスキン460は、チャネル462を含んでもよく、当該チャネル462は、例えば溶接やヘミングで移行構造452に取り付けられてもよい。
図5Bに示される通り、FRP補強部440は、内側リップ412から外側リップ416まで直線状に延在してもよい。チャネル部414は、FRP補強部440の下方に延在してもよい。FRP補強部440を位置決めすることにより、チャネル部414の形状の歪みを防いでもよく、それによりルーフ補強材400のラッキング動作に耐えるようにしてもよい。
図6A及び図6Bは、他の例示的なルーフ補強材500を示し、図6Bは、図6Aの6-6線に沿った断面図である。ルーフ補強材500は、ルーフ補強材200といくつかの点で類似していてもよい。ルーフ補強材500は、ルーフ補強材200の対応する特徴と同様に、中央開口部504、側部510、前部520、後部530を規定するフレーム502を含んでもよく、当該フレーム502は、内側リップ512、522、532、チャネル部514、524、534及び外側リップ516、526、536を含んでもよい。ある態様において、角部506は、開口部を含まなくともよい。その代わりに、FRP補強部540は、ルーフ補強材400と同様に、フレーム502に重なるようにして装着されてもよい。しかしながら、内側リップ512は、ルーフ補強材400のフランジ458と同様なフランジを含まなくともよい。その代わりに、FRP補強部540は、チャネル部514の内面に固定されてもよい。図示される通り、例えば、FRP補強部540は、直線状の断面を有してもよい。FRP補強部540は、移行構造を含まなくともよい。FRP補強部540は、接着剤を用いてチャネル部514の表面に取り付けられてもよい。他の態様において、FRP補強部540の1つ又は複数の縁部に移行構造を含んでもよく、その移行構造は、チャネル部514の表面に溶接されてもよい。ある態様において、FRP補強部540は、チャネル部514が内側リップ512及び/又は外側リップ516から下方に湾曲する箇所で、チャネル部514に取り付けられてもよい。あるいは、FRP補強部540は、内側リップ512及び外側リップ516又はその何れかに取り付けられてもよい。
上記の例は、ルーフ補強材200、300、400、500の各長手方向の脚部248、348、448、548を通じて側部210、310、410、510を横切る断面に言及している。FRP補強部240、340、440、540は、同様に、前部220、320、420、520及び後部230、330、430、530で取り付けられてもよいことが理解されよう。さらに、それぞれ異なる例示的なFRP補強部が異なる角部のために選択されてもよい。例えば、前方角部はFRP補強部540を使用し、後方角部はFRP補強部240を使用してもよい。
図7は、乗物ルーフを製造する例示的な方法600を示すフローチャートである。乗物ルーフは、ルーフ補強材200、300、400、500を含んでもよい。方法600は、超音波溶接機並びに本発明の技術分野で知られている他の製造用工具及び装置を含む設備を用いて、作業者によって行われてよい。方法600は、作業者によって行われる動作に関して以下に説明されるが、その説明における1つ又は複数の工程が(例えば、ロボットアームにより)自動化されてもよい。
ブロック610において、方法600は、中央開口部及び少なくとも1つの角部を規定する金属又は金属合金フレームを設ける工程を含んでもよい。ある態様において、例えば、中央開口部204、304、404、504及び少なくとも1つの角部206、306、406、506を規定するフレーム202、302、402、502が設けられてもよい。
ブロック620において、方法600は、金属タブ内に埋め込まれた繊維を含む、少なくとも1つのFRP部を設ける工程を含んでもよい。ある態様において、例えば、1つ又は複数のFRP補強部240、340、440、540が設けられてもよい。少なくとも1つのFRP部を設けることは、ブロック622、624、626で示される様に、該少なくとも1つのFRP部を製造することを含んでもよい。
ブロック622において、ブロック620は、金属タブから延在するように埋め込まれた繊維トウを有する金属タブを含む移行部品を設ける工程を含んでもよい。上述の通り、複数の移行部品は、金属タブ内に繊維トウを埋め込むために、UAMを用いて製造されてもよい。繊維トウは、FRP部に接触するようになっている金属タブの辺部から延在してもよい。繊維トウは、織物を形成するように織られてもよく、又は織物トウが金属タブ内に埋め込まれてもよい。
ブロック624において、ブロック620は、繊維トウに繊維織物の層を挟む工程を含んでもよい。ある態様において、例えば、繊維織物の層は、FRP補強部240、340、440、540の形状に切断された炭素繊維織物であってもよい。その層は、移行構造の場所に切り欠き部を含んでもよい。移行部品の金属タブは、炭素繊維織物の層に渡って繊維トウが延出するように、前記切り欠き部に配置されてもよい。それから、炭素繊維織物の他の層が、その繊維トウ上に配置されてもよい。複数の層が、移行部品と繊維層とを一体化するために挟まれてもよい。
ブロック626において、ブロック620は、繊維織物の層を固化してFRP部を形成する工程を含んでもよい。例えば、ある態様において、固化することは、FRP部品を製造するために用いられる繊維層を結合(bind)するための如何なるプロセス(工程)も含んでもよい。例えば、固化することは、繊維層に樹脂をしみ込ませ、オートクレーブ又はホットプレス型を用いて樹脂を硬化させることを含んでもよい。形成されるFRP部品は、例えば、FRP補強部240、340、440、540であってもよい。
ブロック630において、方法600は、FRP部を金属フレームに接合する工程を含んでもよい。例えば、FRP補強部240、340、440、540は、フレーム202、302、402、502の1つ又は複数の角部206、306、406、506の各々に接合されてもよい。ブロック632において、ブロック630は、移行部品を金属部にスポット溶接する工程を含んでもよい。例えば、移行構造252、254、352、354、452、454は、フレーム202、302、402、502に対しスポット溶接で溶接されてもよい。
ブロック640において、方法600は、選択的に、ルーフ補強材にルーフパネルを装着し、ルーフスキン構成を作成(create)する工程を含んでもよい。例えば、ある態様において、ルーフスキン260、360、460、560は、内側リップ212、312、412、512においてルーフ補強材200、300、400、500にヘミングされてもよい。さらにルーフスキン260、360、460、560は、外側リップ216、316、416、516にスポット溶接されてもよい。後方外側リップ236、336、436、536は、ルーフスキン260360、460、560にソフト・マスチック樹脂(soft mastic)を介して取り付けられてもよい。ルーフスキンとルーフ補強材との組み合わせは、ルーフスキン構成(ルーフコンポ、roof comp)と称されてもよい。
ブロック650において、方法600は、選択的に、乗物組立施設にルーフ補強材及びルーフスキン構成を供給する工程を含んでもよい。例えば、ある態様において、1つ又は複数のルーフ補強材200、300、400、500又はルーフスキン構成が乗物組立施設に供給されてもよい。ルーフ補強材200、300、400、500は、既存の乗物組立ラインに適合させてもよい。従って、ルーフ補強材200、300、400、500は、以下に限定されないが、スポット溶接及び接着剤のような従来の工具及び技術を用いて乗物に装着してもよい。
ブロック660において、方法600は、選択的に、ルーフ補強材及びルーフスキン構成を乗物フレームに装着する工程を含んでもよい。例えば、ある態様において、ルーフスキン260、360、460、560に接合されるルーフ補強材200、300、400、500は、乗物ボディ104に装着してもよい。ある実施形態において、ルーフスキン260、360、460、560に接合されるルーフ補強材200、300、400、500は、外側リップ216、316、416、516、及び/又は、ルーフスキンチャネル262、362、462、562に沿って、スポット溶接部を用いて乗物ボディ104に取り付けられてもよい。
上記に開示された特徴及び機能の様々な実施形態、並びに他の特徴及び機能の様々な実施形態、又はその代替、改変は、好適に組み合わされて、他の多くの異なるシステムとなり、又はその応用が可能であることが理解されよう。また、現時点で予見又は予期できない本発明の様々な代替、改変、変更、又は改良が後に当業者によってなされる可能性があり、これらも以下の請求項によって包含されることが意図される、ということが理解されよう。

Claims (20)

  1. 乗物ルーフ補強材であって、
    中央開口部及び少なくとも1つの角部を規定する金属又は金属合金フレームと、
    繊維を有し、金属又は金属合金を含む少なくとも1つの移行構造を含む繊維強化ポリマ(FRP)部と、
    を備え、
    前記FRP部の少なくともいくつかの前記繊維は、前記移行構造に埋め込まれ、前記FRP部は、前記少なくとも1つの角部に配置される乗物ルーフ補強材。
  2. 請求項1記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記金属又は金属合金フレームは、前記少なくとも1つの角部内に少なくとも1つの開口部を含み、前記FRP部が前記開口部を満たす乗物ルーフ補強材。
  3. 請求項2記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記金属又は金属合金フレームは、前記少なくとも1つの開口部の端部を形成するオフセットフランジを含み、前記移行構造は、前記オフセットフランジに取り付けられる乗物ルーフ補強材。
  4. 請求項1記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記FRP部は、前記少なくとも1つの角部において前記金属又は金属合金フレームに重なる乗物ルーフ補強材。
  5. 請求項4記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記FRP部は、前記金属又は金属合金フレームの外側リップから、中央チャネルを横切り、前記金属又は金属合金フレームの内側リップまで延在する乗物ルーフ補強材。
  6. 請求項1記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記FRP部は、L字状である乗物ルーフ補強材。
  7. 請求項1記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記FRP部は、乗物の長手方向の軸に略平行な第1部分と、前記乗物の前記長手方向の軸に略直交する第2部分と、を含む乗物ルーフ補強材。
  8. 請求項7記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記第1部分及び前記第2部分は、内側角部及び外側角部を形成する乗物ルーフ補強材。
  9. 請求項1記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記金属又は金属合金フレームは、外側リップと、凹状中央チャネル部と、内側リップと、を含む乗物ルーフ補強材。
  10. 請求項9記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記FRP部は、上昇させた前記内側リップから前記中央チャネル部の底部まで延在する乗物ルーフ補強材。
  11. 請求項9記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記FRP部は、前記中央チャネル部内で延在する乗物ルーフ補強材。
  12. 請求項9記載の乗物ルーフ補強材において、
    さらに、前記内側リップにヘミングされた乗物ルーフスキンを備え、前記乗物ルーフスキンは、アルミニウム又はその合金を含み、前記金属又は金属合金フレームはアルミニウム又はその合金を含む乗物ルーフ補強材。
  13. 請求項1記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記金属又は金属合金フレームと前記少なくとも1つのFRP部との間のインターフェース部は、前記金属又は金属合金フレーム内にオフセットフランジを含み、前記移行構造は、前記オフセットフランジの少なくとも一部を満たす乗物ルーフ補強材。
  14. 請求項1記載の乗物ルーフ補強材において、
    前記移行構造は、少なくとも1つのスポット溶接部を介して前記金属又は金属合金フレームに接続される乗物ルーフ補強材。
  15. 請求項1記載の乗物ルーフ補強材において、
    さらに、前記金属又は金属合金フレームに取り付けられる乗物ボディを備え、
    前記乗物ボディは、金属合金製である乗物ルーフ補強材。
  16. 乗物ルーフを製造する方法であって、
    中央開口部及び少なくとも1つの角部を規定する金属又は金属合金フレームを設ける工程と、
    繊維トウが埋め込まれた少なくとも1つの金属タブを含む、ルーフ補強材の少なくとも1つの繊維強化ポリマ(FRP)部を設ける工程と、
    前記少なくとも1つの金属タブを介して、前記FRP部を前記金属又は金属合金フレームに接合する工程と、
    を含む、乗物ルーフを製造する方法。
  17. 請求項16記載の方法において、
    さらに、ルーフスキンを、前記中央開口部を規定する前記金属又は金属合金フレームの内側端にヘミングすることにより、前記ルーフスキンを前記ルーフ補強材に装着し、ルーフスキン構成を作成する工程を含む、乗物ルーフを製造する方法。
  18. 請求項17記載の方法において、
    さらに、前記金属又は金属合金フレームを乗物ボディに接合することにより、前記ルーフスキン構成を前記乗物ボディに装着する工程を含む、乗物ルーフを製造する方法。
  19. 請求項16記載の方法において、
    前記少なくとも1つのFRP部を設ける工程は、
    前記繊維トウが埋め込まれた前記少なくとも1つの金属タブを含む移行部品を設ける工程と、
    前記埋め込まれた繊維トウに繊維織物の層を挟む工程と、
    前記繊維織物の層を固化して前記FRP部を形成する工程と、
    を含む、乗物ルーフを製造する方法。
  20. 請求項16記載の方法において、
    前記FRP部の前記少なくとも1つの金属タブを前記金属又は金属合金フレームに接合する工程は、前記少なくとも1つの金属タブを前記金属又は金属合金フレームに溶接する工程を含む、乗物ルーフを製造する方法。
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